第六节 新能源技术
人类开发和利用能源有着悠久的历史，能源结构发生过多次变革，经历了以柴薪、煤炭和石油为主导地位的三个历史阶段，并走进新能源阶段。但是，到目前为止，人们所利用的常规能源，大多是具有不可再生性的化石类能源，如煤炭、石油、天然气等。这些能源资源有限，而且在使用过程中一般会带来较严重的环境污染问题，特别是自20世纪70年代以来，接连出现了数次世界性的以石油、煤炭为代表的能源大危机，使人们越来越深刻认识到石油、煤炭等是一种蕴藏量极其有限的不可再生的宝贵资源，因此，必须一方面设法提高能源利用率，千方百计节省石油能源；另一方面，必须考虑采用新的办法寻求新的能源。正是在这一背景下，一场借助于科技手段，采用现代方法进行开发和利用新型能源的大变革正在展开，一个以蕴藏量丰富、可再生、无污染、无公害的新能源替代常规能源的"新能源时代"拉开了序幕。
新能源是相对于常规能源而言的，是指目前尚未被人类大规模利用的，有待于随着科学技术和新的方法的发展，才能得以大规模广泛利用的新型能源。
新能源有两种不同情况：一种是不久前才进入科学研究视野的能源，如核聚变能、氢能；另一种是用现代科学技术重新开发利用的古老的能源，如太阳能、风能、地势能等。
一、太阳能利用新技术
太阳能既是"一次能源"，又是"可再生能源"。太阳能是一种资源丰富，不需要运输，又不会污染环境的最佳自然能源。可以说，开发利用太阳能是一种最有前途的能源技术。
人类对太阳能的利用已经有很久的历史，但是由于存在着许多技术问题得不到很好地解决，因此太阳能的开发利用一直发展缓慢，未能大规模推广。随着科学技术的不断发展，特别是高新技术的进步，人们对太阳能的开发利用日益广泛和深入，并显示出极其美好的前景，科学家预言在21世纪的能源结构中，太阳能必将占据极其重要的地位。
目前，太阳能的开发利用新技术主要有以下三个方面：
（一）太阳能热利用技术
太阳能热利用技术是将太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后直接被利用的技术，即光――热转换技术。入射到地球表面的太阳光的能量尽管非常巨大，据专家测算，太阳每秒钟照射到地球上的能量约为500万吨煤当量，一年则是170万亿吨煤当量，但它是广泛而分散的。要充分收集并使之发挥热能效益，就必须采取一种能把太阳光反射并集中在一起，变成热能的系统，这就是聚光器装置或称集热器装置。
集热器是利用太阳热的基础设施，它的功能最重要的是有效地吸收和集中太阳能并使之不向外扩散。目前，聚光装置主要有平板型集热器和抛物面型反射聚光器两大类型。通过这些装置可以获得100℃－400℃的中低温或1000℃－4000℃的高温热源。
太阳能热源目前主要用于两个方面：一是太阳能热发电；二是太阳能供热。
太阳能热发电是由一个从太阳能――热能――机械能――电能的热发电系统，即通过太阳能热电站实现的。世界上第1座太阳能热电站，是法国的奥德纳太阳能热电站。之后，日本、美国、德国、意大利等国家也先后建立了太阳能电站。其发电容量也由70年代的数百千瓦级发展到90年代以来的几十万千瓦级，甚至上百万千瓦级。当今世界许多发达国家都在积极研究开发种种太阳能发电技术，并正向着大功率、实用化方向发展，前景十分广阔。
太阳能供热是将集热器获得的热源直接用于工农业生产和居民生活。目前已广泛地用在烘干、供应热水、建筑物取暖、空气调解、海水淡化、焊接、冶炼等方面。太阳能工业热利用，有着非常可喜的前景，据美国科学家估计，美国工业用热耗能约占全部能源消耗总量的43％；如果能大量使用太阳能集热器提供200℃左右的热量，即可节约20％的常规燃料。
在农业上直接利用太阳能，最常见的是太阳能温室，它比塑料膜温室造价还低。另外，太阳能谷物干燥机、太阳能灌溉泵在一些国家已得到普遍使用。在民用方面，使用最广泛的是太阳能热水器，日本是目前使用太阳能热水器最多的国家，80年代末，已发展到400多万台，以色列90年代初全国60％的热水来自太阳能热水器，现在，一些发展中国家也在大力推广使用太阳能热水器。另外，民用太阳能烘干设备、制冷装置、热水暖气供应系统、海水淡化装置等，也在一些国家得到推广普及。
（二）太阳能光――电转换技术
太阳能光――电转换技术是利用太阳能电池将太阳光直接转换成电能的技术。太阳能电池是利用光子伏打效应原理，即太阳的辐射能光子通过半导体物质能够转变为电能的效应制作的，所以又称为"光电池"或"光伏电池"。这种利用太阳光发电的电池材料又可分为结晶太阳电池和非结晶太阳电池两种。
世界上第一台实用型的硅太阳能电池是1954年在美国贝尔实验室研制成功的，获得了6％光电转换效率的良好成果。之后，世界许多国家纷纷投入力量进行研究。目前，已进行研究和试制的太阳能电池除硅系列外，还有硫化镉、砷化镓、钢銦硒等许多类型的太阳能电池。其中，以硅太阳能电池最为成熟，使用也最广泛。太阳能电池问世不过半个世纪，但是它的应用范围却已非常广泛：它已成为空间各种宇航器的主力电源；并在其它各个领域也得到广泛的应用，如在微波通讯、交通信号、广告照明、电视差转等方面的应用已显示出巨大的优越性；在人们日常生活中，太阳能电池的应用也逐步扩展，收音机、录音机、电话、电子钟表、电动玩具、微型电子计算机等也都开始应用太阳能电池，甚至太阳能游艇、太阳能汽车。太阳能飞机等也已研制成功，开始进入实用阶段。
（三）太阳能光化学转换技术
光化学是研究光和物质相互作用引起化学反应的一个化学分支。太阳能光化学转换技术包括两种类型：①利用光化学反应实现太阳能光――化学――电的转换技术；②利用植物叶绿素的光合作用实现光――化学――电的转换技术。现在光化学转换技术还处于研究实验阶段，一些国家的科学家已初步研制成功光化学电池，但光电转换效率还很低，尚无法进行利用。然而，光化学转换技术的进展开辟了太阳能利用的新途径、新领域，预示着一个美好的前景。
二、核能利用新技术
核能又称原子能或原子核能。它是原子核结构发生变化时发出的能量。核能是一种高度密集的能量，目前地球上还没有任何一种能源可以与之相比。
使原子核内蕴藏的巨大能量释放出来，主要有两种方法：一种是使重元素的原子核发生分裂反应，叫做核裂变。另一种是使轻元素的原子核发生聚合反应，叫做核聚变。两种反应所释放出来的能量分别称为裂变能和聚变能。
20世纪初发现原子核内蕴藏着巨大的核能是人类历史上划时代的重大成就，核能的开发利用，特别是和平利用的实现，标志着人类改造自然的能力进入了一个新的阶段。人类开发核能是从研究核裂变反应开始的。1942年建成了世界上第一座原子反应堆，宣告了人类进入了"原子能时代"。原子能首先被用于军事目的，1945年美军向日本广岛投下了第一颗原子弹。第二次世界大战以后，核能的利用开始在两个方面得到发展，一方面继续用于制造原子弹、氢弹、中子弹等大规模杀伤武器；另一方面则大力开发核能的和平利用，建立核电站，用于工业、农业、医学等领域。1954年前苏联建成世界上第一座核电站，开创了人类和平利用原子能的先河，从此和平利用核能得到迅速的发展。特别是近20多年来，核能在世界能源结构中的地位不断上升，被称为"最年轻'却又发展最迅速的一种新型能源。目前，开发利用核能的新技术主要有以下几个研究方向。
（一）安全性的核电站
和平利用核能，目前主要用于发电，核电站具有耗费低、污染少、相对安全性强的优点。但是，核电站一旦发生问题，就会带来巨大危害。因此，安全问题是核能开发利用的重大问题。为了确保未来的核电站绝对安全可靠，现在从技术上已经提出"固有安全性"的要求，即核反应堆在任何事故条件下，都能自动停止运行，而且在最严重的事故条件下，依靠反应堆的技术装置，可以从根本上排除任何放射性逸出的可能性，这种特性称为固有安全性。现在已有一些核电站反应堆的设计达到和满足了这一要求。也就是说，随着科学技术，特别是高科技的发展，核能利用的安全性问题是完全可以解决的。
（二）快中子增殖反应堆
目前应用的各种核电反应堆，如压水堆、重水堆、气冷堆等部属于消耗型的热中子转换堆，也就是一般所说的第1代核电反应堆。第一代核反应堆存在着燃料利用率低，要大量消耗天然铀资源的缺点，因此科学家们经过反复研究实验，找出解决这个问题的最现实可行的办法是发展快中子增殖型核反应堆，又称"快堆"，也就是第二代核反应堆。作为第二代的先进核能技术有三大突出特点：
（1）提高了核燃料利用率。快堆的独特优点是其燃料可以循环使用，因此，不仅可以发电，还能增殖核燃料，可使铀资源利用率提高60％－70％。
（2）核能利用范围可进一步扩展。随着核动力技术的日益完善成熟，核能利用已由单纯的核电扩展到核供热、核照射、核医学等众多领域，这也必将推动核技术的发展。
（3）核能的安全性进一步得到改进。"快堆"还可以使用别的核反应堆用过的旧燃料，这样不仅起到节约核燃料的作用，而且大量减少核废料所造成的污染。另外，以往的核反应堆，无法解决在运行中产生的对人类有数百万年放射性影响的锕系元素，只有快堆能够将锕系元素作为燃料在堆中烧掉，变成一般的裂变产物，可谓是"变废为宝"。
（三）低温核供热堆和高温气冷堆
人们利用的能量有很大的一部分是以热能的形式消耗掉的，例如，供暖、蒸汽、热水等。而在热能形式中，120℃以下的低温热能又约占一半左右。因此，如何使核反应堆在用于发电以外，能够解决核供热的问题，是开发利用核能新技术的一个有重要意义的研究方向。低温核供热堆和高温气冷堆就是很有前途的新的供热能源。
低温核供热堆是一种采用较低温度压力（1000℃、1471－1961千帕）的气冷反应堆。它只生产低压蒸汽和热水而不发电，具有很好的固有安全性和使用核燃料较广泛的优点。特别是供热温度在150℃以下的低温低压核供热系统的锅炉结构简单、安全性强、投资少、占地面积小，而且可以建在城市近郊区。它确实是城市和工矿企业集中供热的一种安全、清洁、经济、方便的良好热源。因此，目前许多国家都很重视发展这种反应堆。
高温气冷堆是利用气体冷却的另一种反应堆。其侵化剂采用对中子慢化性能优良的石墨，冷却剂采用传导效率良好的氦气。由于石墨耐高温，氦气化学性能稳定，所以反应堆出口的温度可高达1000℃以上，能保证供应950℃以上的工艺用热。这种气冷堆使用范围广泛，可供热发电、炼钢以及向造纸、化工、炼油厂、油田等工业部门提供热源，还可以用以生产清洁能源等。
（四）受控热核聚变反应
半个世纪以来，核能基本上都是通过核裂变方式取得的。这种裂变方式除了"快堆'以外，终究要消耗地球上为数有限的铀资源。实际上，核能的更加令人向往的来源，是通过受控核聚变技术获得的聚变核能，这种崭新的核能，人们称之为"能源之王"。一座核聚变反应堆，可连续工作3000年之久，真可谓"人造太阳"。
核聚变的基本原理是把两种较轻的原子核聚集在一起，在超高温超高压等特定条件下聚合成一种较重的原子核，在这种核聚变中，原子核会失去一部分质量，与此同时释放出巨大能量来，这就是"核聚变反应"。因为这种反应是在极高温度下才能进行，所以又称为"热核反应"。
目前，核聚变技术只能用于制造热核杀伤武器氢弹，但氢弹的热核聚变反应速度不能控制，因此，很难作为能源来利用，所以，受控热核聚变反应技术就成为核聚变能利用的关键技术。"受控核聚变"这种能源具有四大优点：
1.质能比高。每千克氘和氘聚变时所产生的能量，相当于1万吨优质煤，可以说世界上还没有任何一种燃料的燃值能与之相比。
2.原料足。地球上氘的储量特别丰富，几乎可以说"取之不尽，用之不竭"。
3.清洁，基本不污染环境。聚变原料氢和反应生成物氦都不会产生放射性物质，是真正清洁的能源。
4.安全性高。它是在稀薄的气体中持续稳定的运行，因而是安全的。
既然核聚变有这么多优点，为什么反而不如核裂变发展得快？这是因为实现受控核聚变作为工业应用，要比制造氢弹困难得多，必须具备四个基本条件：
1.超高温。所谓超高温，就是要把氘和氘等轻元素加热到1亿一2亿℃。
2.高密度。要使中子的密度达到每立方厘米50万亿个
3.约束时间长。核聚变燃料在超高温条件下，形成"等离子体"，为了实现可控热核反应，必须对等离子体加以约束，即使它能维持1秒以上的时间，以保证充分地发生核反应，放出足够多的能量。
4.保持干净。从原料到容器都必须高度纯洁，容器本身在装入核燃料前就必须达到大气压的10亿分之一的高度真空。
正是由于上述这些超难技术问题的困扰，30年来核聚变技术进展缓慢。近些年来，经过努力探索基础理论和实验技术都已取得一定进展，一些国家正在进一步大力投资设计建造大型聚变实验装置和加紧研究开发。据不完全统计，目前大约有21个国家建造了200余座核聚变实验装置，同时还设计了各种受控热核反应堆发电装置，其中"等离子聚变装置"和"激光聚变装置"最有发展前途。人们有理由相信，核聚变这一崭新的"能源之王"，必将成为21世纪以后人类未来的可靠新能源。
三、地热能利用新技术
地热能就是地球内部蕴藏的热能。地热能的利用既可获得能源，又可不污染环境，是当今人们密切关注的新型能源。
（一）地球内部的热能
地球本身是一座巨大的天然储热库。地壳、地幔、地核不同层次蕴藏着不同量的热能。从地面向下，在15千米以内，深度每增加100米，温度平均升高3℃左右。在100千米深处，温度高达1400℃。因此，可以说地热能是一种储量巨大、分布广泛的能源。按国际有关规定初步估算，全世界地热资源的总量约为 1.45 ╳1026焦耳，相当于 4948亿亿吨标准煤，是全部煤炭资源的储量的1.7亿倍。接世界年耗10亿吨标准煤计算，可满足人类几十万年能源之用。
人们把地热资源按存在形式分为五大类型，即蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。目前能为人类开发利用的，还仅限于地热蒸汽和地热水两类，岩浆热的利用，尚处在基础研究阶段，地压热和干热岩热的开发利用，则处于实验阶段。
利用地热能是人类很久以前就开始使用的古老的技术，人们早就开采温泉洗澡、取暖、医疗等。但是把它看作是一种储量巨大、有经济竞争力的能源，是从20世纪初才开始的。现在人们对地热资源的认识越来越深刻，已不仅利用它来发电和进行名目繁多的直接利用，而且开始用钻探办法去开采蕴藏在地层深处的巨大能源。因此，从这个意义上讲，地热能可以说是崭新的有待于大力开发的新型能源。
（二）地热资源的利用
地热资源用途广泛，前景广阔。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两类。
地热发电是利用地热能的代表性技术，是地热能利用的重要方向之一。世界上第一座地热发电站是1904年意大利建成的一座小型地热，其功率很小，只点亮了5盏电灯。地热发电方式，目前分为"蒸汽型地热发电"和"电站热水型地热发电"。其原理和一般火力发电一样，是通过热能、机械能的中间转换产生电能，但地热发电所需的蒸汽能量是直接来源于地热能，不需要燃料及其运输设备，也不需要锅炉等设备，因此，地热发电是一种比煤、石油、天然气、核能等发电便宜得多的能源利用方式。
地热能的直接利用也非常广泛，其中，地热供暖、供热、供水是仅次于发电的地热能利用项目。地热能直接用来采暖、供热是最经济、最简便、最有效的用途，已引起许多国家的重视。地热在工业、农业和医疗领域的应用也十分广泛。如工业上用来调节厂房空气，用作干燥和蒸馏热源，并在改善永久冻土带工作条件和道路融雪方面起到重大作用；农业上用于建造地热温室，利用适宜温度地热水灌溉农田、养鱼也都取得很好的效果；医疗上根据地热水的性能用于饮用或洗浴对一些疾病的治疗，效果十分明显。
总之，地热能作为一种新能源，以其干净、无污染、成本低、不间断等优势日益受到人们的重视。随着科学技术的发展，地热能源的开发将有一个大的发展，其发展趋势有以下几个方面：
1.新的高精度的地热能勘探技术将逐渐取代目前采用的勘探石油的方法和设备，在技术上取得重大突破；
2.随着勘探技术的进步，开发资金投入的增多，查明的可供利用的地热资源的总储量有可能大幅度的增长，甚至高达20倍左右；
3.在相关高技术，如新材料、激光、红外、微电子、遥感、遥测以及核能等的支持下，将发展出地热能勘探用新钻井和探测仪器设备，以适应更高地温和更深钻井的要求；
4.由于科学技术的发展，处于正常深度地热区的开采和生产费用，将会逐步降低，使之具有更大的经济可行性；
5.地热发电的装机容量将有大幅度的提高，地热水的直接利用将达到新水平，把地热发电、供热、工业应用综合起来的工厂，将明显增多。
四、氢能利用新技术
氢能也叫氢燃料，是新型的"二次能源"。
一般来说，人们总认为氢是一种化工原料，很少把它作为能源来看待。但实际上，早在一个世纪前，科学家们就开始考虑用氢作为未来的主要能源。20世纪以来，随着现代科学技术的发展，氢已作为航天器、导弹、火箭等的重要燃料使用，证明氢作为能源，是完全可以应用的。
（一）氢作为能源的优点
氢，在常温常压下是气体状态，在超低温和高压下又可成为液态。作为能源，氢有以下优点：
1.重量轻。在所有的元素中，氢元素最轻。
2.热值高。除核燃料之外，氢的燃烧热值居于所有的矿物燃料、生物燃料、化工燃料之首。每公斤氢的燃烧热值高达2890千卡，是汽油的3倍。
3."爆发力"强。氢非常易于燃烧，且燃烧速度非常快。
4.来源广。除空气中含有的氢气外，占地球70％以上的水，都可以作为制氢的原料。
5.品质最纯洁。氢本身无色、无臭、无毒，十分纯净。氢燃烧后不产生对人体有害的污染物质，而主要是水，水还可继续制氢，反复循环使用。
6.能量形式多。氢通过燃烧可以产生热能，再转换成机械能，也可以通过燃料电池和燃气轮机转换成电能；
7.储运方便。氢可以用气态、液态或固态的金属氢化物形态加以运输和贮存。
氢能的诸多优点，引起人们的极大关注。科学家们指出：用氢能取代碳氢化合物能源，将是一个重要发展趋势。氢能必将成为今后在众多领域中普遍使用的重要新能源。
（二）氢能的制取和利用
氢能作为能源，尽管有许多优点，但是目前在制取方法和手段上还存在着一定的技术问题，因此还不能真正做到大量而又廉价地获取氢能。
目前，制氢的原料，主要是天然气、石油和煤，其中天然气约占96％。这些原料本身又都是宝贵的燃料和化工原料，用它们制氢，既不经济，也不能解决矿物能源危机的问题。科学家们普遍认为，要大量制氢，最理想的是用水作原料。多年来，人们已研究出多种"用水制氢"的方法，如混合法、铁蒸汽法、电解水法、燃烧法等，但是上述种种方法还都必须依赖其它物质和大量的热能、电能，致命的弱点是成本高、效率低。因此，从根本上说，这种制氢方法没有发展前途。
近些年来，各国科学家普遍关注探索新的制氢的方法，力图真正实现用水作原料、简便经济的科学制氢方法。经过艰苦的探索和研究，现在普遍认为，利用太阳能制氢将是最理想的选择。因为，太阳能无穷无尽，到处都有；制氢原料的水又普遍存在。这种生产过程一旦在技术上解决，并大规模应用，必将为解决能源危机和改善生态环境提供美好的前景。
当前，一些国家初步探索出的可行的太阳能制氢高新技术方法主要有：太阳热分解水制氢法、太阳能电解水制氢法、太阳能光电化学电池分解水制氢法、模拟植物光合作用分解水制氢法、太阳光络合催化分解水制氢法、微生物发酵制氢法、光合微生物制氢法等。这些高技术制氢方法，绝大部分仍处于理论研究和实验室阶段，还有待于太阳能利用技术和生物科学的进一步发展，因此，距离大规模工业实用化，还有一个相当大的距离。
氢能已经在一些领域中得到应用，并且充分显示出其作为能源的巨大优点，为今后大规模使用，展示了广阔前景。首先，在航天方面，液态氢从1960年首次作为太空火箭的动力燃料，发展到今天已成为各种航天器的基本燃料。现在，科学家们正在研究设计一种"固态氢"宇宙飞船，固态氮既是这种飞船的结构材料，又作为飞船的动力燃料，在飞行期间，飞船上的所有非重要零件都可以"消耗掉"。预计这种飞船在地球轨道附近可维持飞行24年，如在离太阳较远的深层宇宙飞行，则可维持更长的时间。
其次，在航空方面，液态氢作为飞机的动力燃料已取得实验试飞的成功，为人类应用氢能源又开辟了新的领域。第三，在汽车应用方面，成效更加显著。一些国家研制的氢能汽车性能良好，很有发展前途。日本已把储氢合金技术应用于汽车领域。此外，氢能发电技术也取得很大进展，日常生活领域中的氢能利用也已起步，并取得一定成效。
五、风能利用新技术
风，在地球上是一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。利用风力作动力为人类服务，也是一种古老的能源利用形式。然而，数千年来风能技术发展很慢，也没有引起人们的足够重视，只是近三四十年来，才作为一种新兴能源有了较大的发展。
风能同其它能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大、分布广、永不枯竭、可再生、无污染，是一种可就地应用的、干净的自然能源。风力资源作为一种辅助能源，发展潜力很大，对解决部分能源危机，特别是解决沿海岛屿、边远农牧地区以及交通不便、远离电网和近期内电网难以达到的地区的生产、生活能源问题的一种可行途径，具有更重要的意义。
据估计，世界上可开发利用的风能，约有200亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。但风能也存在着突出的局限性，它的能量密度低、不稳定、地区差异大。这些特点使风能的广泛利用具有一定的难度，也使风能利用技术成为一门涉及到空气动力学、电机学、结构强度学、材料学、控制学和气象学等多学科的综合性技术。当前，随着现代高科技的迅速发展，风能利用技术也取得了重大进展，风能已经成为重要的新型能源之一。
风能的主要应用是风力发电。风力机是风能利用中最重要的能量转换装置。风力机根据其用途，分为风力发电机、风力提水机、风力致热机等；按其功率大小分为大型、中型、小型和微型四种；按其风轮轴的位置分为平轴和垂直轴两种；按其风轮转速分为高速和低速两种。
风力机的性能，主要与其构造、外形和附加装置有关。也就是说，要想使风力机能够克服由于风的随机性很大，风速大小、风力强弱、风力方向都随时间变化，因此很难稳定恒速工作的困难，就必须在其构造、外形、附加装置上进行技术创新。现代风力机技术主要围绕如何使风力机能够恒速稳定的工作，从三个关键方面着手解决问题。①采用"浆片变距"技术使风叶转速、扭距基本一致；②采取"变速恒频"的发电系统，保证发电机恒速运转，从而获得常频电流；③采用蓄电池、蓄水池、转动飞轮及热水等"罐蓄能装置"，解决在无风或小风时仍能提供能源的问题。近20年来各种型号的风力机有了很大发展。10千瓦以下的小型风力机最早实现商品化，10－100千瓦的中型风力机，技术上也比较成熟，100千瓦以上的大型风力机许多国家都已研制成功。可以说，风力发电技术的开发应用，前景十分乐观。
另外，利用风能提水机解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水；利用风力致热装置解决小型家用需要和低品位工业热能的需要等，也都是风能利用的主要方式。
（二）海洋能的开发和利用
海洋能是蕴藏于海水中的再生能源，它主要是太阳能在海水中的一种特殊储存形式。海洋能包括：潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能以及海上太阳能、风能等自然资源。海洋能除具有可再生性、不污染环境的优点外，同直射的太阳能相比它还具有不受时间的限制，白天黑夜都可利用的优点。海洋能是一项急待大力开发利用的具有战略意义的新能源。
目前，世界上利用海洋能主要有三种形式：
（1）潮汐能发电。潮汐能发电就是利用海潮形成的落差来推动水力涡轮发电机组发电，同一般水力发电原理相近。据估计，全世界的海洋一次涨落潮循环的能量为 8╳1012千瓦时，比目前世界上所有水电站的发电量大100倍。所以，人们称潮汐能为"蓝色煤海"。潮汐发电站依其布置形式不同可分为：单程式潮汐电站，即涨潮蓄水，落潮发电，不能连续发电；双程式潮汐发电站，即涨落潮均可发电，可连续发电，提高了潮汐能的利用率；连程式潮汐发电站，即通过多个高程不等的蓄水池，采用水轮机――水泵组合，可连续稳定发电。
（2）波浪能发电。波浪能是以动能形态出现的海洋能之一。利用波浪能发电有多种形式：①利用海面波浪的上下运动，产生空气流或水流而使涡轮机转动；②利用波浪装置随波前后摆动或转动，产生空气流或水流使涡轮机转动；③把低压的大波浪变成小体积的高压水，然后引入高位水池积蓄起来，用以冲动水轮机转动。波浪能是自然界中存在的巨大能量，发展波力发电技术，投资小、见效快、无污染、不需要原料投入，因此已引起各国的关注。据统计，全世界目前约有近万座渡力电站在运转。有些国家已开始向中、大型波力发电装置发展。
（3）温差能发电。利用海洋表层热水和深层冷水的温差发电，叫做海水温差发电。一般来说，冷热海水的温差只要达到 16 .6℃，即可用来发电。实际上，海洋表面层与500米深水处的海水温差一般都在20℃以上，因此，这种方法具有可行性。当然，海水温差发电技术的开发，也存在较大的技术困难，投资也较大，但许多国家还是投入人力物力，积极进行开发研究。
（三）生物质能的开发和利用
生物质能，即太阳能通过一定方式转化为化学能储存在生物内部的能量。所谓生物质就是在有机物中除矿物燃料外，所有来源于植物、动物和微生物的可再生的物质。地球上的生物质资源极为丰富，是一种无害的能源。
世界上生物质能资源种类很多，主要有农作物和农业有机残余物，还有动物排泄物、江河和湖泊的沉积物以及农副产品加工后的有机废物、废水、城市生活有机垃圾等。所以说，生物质能源，就是通过种植能源作物和利用有机废料，经过加工，使之转变为生物燃料的一种能源。
利用现代技术将生物质转化为能量的技术方法，比较成熟的大致有以下三类：
1.直接燃烧。这是生物质能应用最简单、最广泛的转换技术。直接燃烧的主要目的是为了获取热量。转换技术主要在改进燃烧装置上。
2.生物转换技术。这是生物质能通过微生物发酵方法转换为液体或气体燃料的技术。如酒精、沼气的生产技术。
3.化学转换技术。这是生物质通过化学方法转换为燃料物质的技术。目前有三种基本方法：有机溶剂提取法、气化法、热分解法。
另外，生物质还可以通过多种煤气发生炉转化为可燃煤气。生物质能的应用，过去主要是作为燃料，现在，应用领域越来越广泛，在电力、环保、化工、采矿和日常生活中都已大显身手。
六、节能新技术
节能就是指提高能源效率。它包括两个方面：一是提高能源利用效率；二是减少能源消耗。节能已经成为衡量一个国家能源利用好坏的一项综合性指标，也是一个国家科学技术水平高低的重要标志，同时又是解决一个国家能源问题的可靠途径。
经过近些年的努力节能技术已取得有效的成果，创造了多种节能技术其中包括：使用新型高技术装备改进能源消耗方式；降低生产过程的能耗，回收生产过程各阶段所释放的热能；开发多种高效实用的新型能源转换形式，以适应高技术发展的需求；采用能效高的新生产程序，尽可能使用耗能低的材料和产品；等等。
（一）交通工具的"电气化"
早在1873年，世界上第一辆电动汽车在英国诞生，之后，又得到了一定的发展。但是由于一方面内燃机和燃料性能的不断改进，另一方面电动汽车的蓄电池技术一直发展缓慢，致使这种汽车很快被淘汰。20世纪中叶以来，随着内燃汽车污染环境、消耗能源多等弱点的日益暴露和世界性的矿物能源危机的威胁，电动交通工具具有的节约能源、无污染排放、行驶噪音小、使用方便等优点，又重新引起人们注意，特别是蓄电高技术的日趋成熟，电动汽车将再次成为汽车工业的发展重点而重新崛起。
（二）水煤溶合的液体燃料产生
火力发电的重要能源是煤和油。要节能就要解决节约燃料的问题。人们利用"水煤混合技术"已制成高浓度代油燃料水煤浆。其节省煤碳提高热值的效果很好，已应用于火力发电和工业锅炉。
（三）现代热电联产技术
它是泛指任何两种或两种以上能源物质同时生产的能源新技术，如同时生产热水、蒸汽、冷气、电能、机械能、空调能源等等。这种技术是将发电站、配电站、热交换器紧密结合在一起，充分循环使用回收的热水，使能源利用率提高15％－30％。这种联产技术具有节能、高效、灵活、便利等优点。目前，现代联产技术几乎已在全世界所有工业发达国家不同程度地推广起来，收到很好的效果。
（四）多种节能技术不断涌现
随着人们节能意识的增强，各国都采取多种措施，积极研究开发节能技术，寻求节能途径。因此，产生了大至工业生产，小至家庭应用的多层次、多形式、多渠道、多领域的节能技术。
